第一章 绪论 1
第一节 炉内燃烧火焰检测技术的发展 1
一、我国电站锅炉和工业炉窑概况 1
二、燃烧火焰及其温度检测 2
三、国内外燃烧火焰图像处理可视化研究进展 3
一、作者在图像处理燃烧可视化方向的研究回顾 4
第二节 本书的内容和特点 4
二、本书的内容组织 6
参考文献 7
目录 9
主要符号表 9
前言 9
第二章 炉内辐射传热原理及辐射传递方程求解 13
第一节 弥散介质辐射传热基本原理 13
一、热辐射基本概念和定律 13
二、弥散介质中的辐射传递过程及辐射传递方程 16
三、炉内颗粒燃烧介质辐射传热特性 18
第二节 辐射传热及辐射传递方程求解方法简述 24
一、离散坐标法（DOM） 25
二、球形谐波（PN）法 28
三、Monte Carlo法（MCM） 31
第三节 用DRESOR法求解辐射传递方程（RTE） 40
一、辐射传递方程的一般积分形式解 40
二、真空边界系统辐射传递方程求解的DRESOR法 41
三、DRESOR法在真空边界一维平行平板灰性介质中的验证 45
四、DRESOR法对壁面条件的处理及一维系统计算验证 55
参考文献 63
五、DRESOR法简要小结 63
第三章 辐射传递逆问题求解 67
第一节 一般逆问题 67
第二节 辐射传递逆问题的提出与常用算法 69
一、辐射传递逆问题的提出 69
二、辐射传递逆问题常用解法 71
第三节 辐射特性参数的逆求解 74
一、解析求解 75
二、迭代求解 81
第四节 源项分布逆求解 85
一、解析解 86
二、迭代求解 90
第五节 辐射特性参数与源项分布同时逆求解重建 95
一、利用雷当逆变换计算吸收系数与温度场 96
二、利用辐射能量和温度图像重建吸收、散射系数与温度分布 98
三、发射CT法同时重建非灰性介质的吸收系数与温度分布 101
参考文献 105
第四章 基于图像的测量原理及火焰可视化概述 111
第一节 基于图像的测量原理 111
一、基本概念 111
二、投影 113
第二节 火焰颜色定量及温度检测 117
一、颜色定量及色度坐标 117
二、火焰颜色计测 119
三、彩色三基色温度测量原理 120
一、电荷耦合器（CCD）基本原理 121
第三节 彩色CCD成像原理及特性 121
二、彩色CCD摄像机及其特性 125
第四节 炉膛及火焰可视化技术概述 129
第五节 火焰形状定量分析 131
一、火焰二维形状可视化及定量分析 131
二、火焰三维形状重建 147
参考文献 151
第一节 基于双色法的火焰温度图像检测 154
一、双色法温度检测方法 154
第五章 火焰温度图像检测及燃烧诊断分析 154
二、基于彩色CCD三基色的双色法温度图像检测方法 155
第二节 其他几种辐射温度图像检测方法 165
一、红外热成像火焰温度图像检测 165
二、基于亮度图像处理的全色法 167
三、基于参考测温的单色法 169
四、基于火焰平均温度的单色法 175
第三节 基于辐射温度图像检测的燃烧诊断 177
一、燃煤锅炉炉膛出口未燃尽碳率预测 177
二、煤粉燃烧NOx排放诊断 182
参考文献 186
第一节 辐射能量成像模型 190
一、CCD成像的光学模型 190
第六章 炉内燃烧辐射成像过程及其模型 190
二、辐射能量成像模型 192
三、MCM计算辐射能量成像 194
四、辐射能量成像快速计算方法 196
第二节 辐射强度和温度成像模型 208
一、辐射强度成像模型 208
二、辐射温度成像模型 209
第三节 辐射温度图像检测方法的计算比较分析 214
一、双色法和单色法辐射温度图像检测方法比较分析 215
二、简化双色法与单色法辐射温度图像检测方法比较分析 218
三、小结 220
参考文献 221
第一节 二维温度场重建方法及其模拟研究 223
一、炉内温度场重建问题的病态性 223
第七章 炉内二维温度场可视化方法 223
二、线性规划反演方法 224
三、加先验经验的最小二乘反演二维温度场重建方法 228
四、应用正则化反演模型重建二维炉膛温度分布 231
第二节 二维温度场可视化技术实现及实验研究 237
一、可视化系统构成 238
二、火焰图像检测及可视化结果 239
参考文献 242
三、小结 242
第八章 炉内三维温度场可视化方法 244
第一节 三维炉膛空间辐射成像模型及其计算 245
一、三维炉膛系统的描述 245
二、二维辐射能成像计算 247
三、三维辐射强度成像计算方法 251
第二节 炉膛温度场正则化重建方法的模拟研究 256
一、三维温度场重建的正则化方法 256
二、三维温度重建结果及其分析 258
第三节 大型电站燃煤锅炉炉内三维温度场可视化实验研究 262
一、研究对象及实验装置 262
三、小结 262
二、三维温度场可视化结果 264
第四节 加热炉炉内三维温度场可视化实验研究 265
一、研究对象及实验装置 266
二、实验结果 266
三、小结 268
第五节 基于三维温度场可视化的燃烧诊断 268
参考文献 270
一、声速 272
第九章 声波法炉内可视化检测原理与技术 272
第一节 声速概念及声波传递衰减特性基础试验 272
二、燃烧气体中声波衰减特性试验 274
第二节 声波法测温原理及试验研究 276
一、声波在非等温流场中的传播 276
二、声波法温度场重建基本原理 277
三、二维燃烧温度分布监测及燃烧诊断 281
第三节 声波法空气动力场可视化原理和技术 289
一、四角切圆炉膛简化模型动力场重建研究 289
二、一般炉膛空气动力场声波法监测 296
三、简要评述 302
参考文献 302
第十章 基于炉内可视化的燃烧优化控制 305
第一节 炉内辐射换热原理及辐射能信号检测 306
一、炉内辐射换热原理及辐射能信号定义 306
二、火焰辐射能信号检测及其分析 308
第二节 基于辐射能信号反馈的燃烧及机组负荷控制 310
一、基于辐射能信号反馈的燃烧控制 310
二、基于辐射能信号反馈的机组负荷控制 312
第三节 煤粉炉内三维燃烧温度分布优化控制方法 317
一、炉膛三维温度场分布模型 318
二、系数矩阵D的计算 320
三、采用遗传算法的燃烧优化控制方法 321
第四节 炉内燃烧控制其他方法 322
一、基于声波法测温的炉内燃烧控制 322
二、基于模型的燃煤电厂NOx排放实时控制 326
参考文献 330
主题索引 333